JPS6018603A - ブレ−キ弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば油圧モータを使用して慣性体を駆動す
る油圧回路等に設けられるブレーキ弁に関し、特に比較
的慣性質量の小さな慣性体駆動回路に介装されるブレー
キ弁に関するものである。

第１図に油圧モータを使用した慣性体を駆動する油圧回
路として建設機械の走行装置に一般的に使用される油圧
回路を示す。

同図において、１は慣性体としての建設機械の車両２を
駆動する油圧モータを示し、該油圧モータ１には一対の
給排ポー）Ａ、Ｂが設けられてお９、該各給排ポー）Ａ
、Ｂはそれぞれブレーキ弁３を介して方向切換弁４と接
続されている。そして、該方向切換弁４によって、油圧
モータ１の各給排ポートＡ、１３は油圧源としての油圧
Ｉンゾ５およびタンク６と切換可能に接続されている。

ここで、油圧モータ１と方向切換弁４との間に介装され
るブレーキ弁３は油圧モータ１のポート−Ａ　、　Ｂと
方向切換弁４との間を接続する一対の油通路７Ａ、７Ｂ
の途中に介装したカウンタバランス弁８、一対のチェッ
ク弁９Ａ、９Ｂ、一対のリリーフ弁１０Ａ、ＩＯＢがら
大略構成され、カウンタバランス弁８は両油通路７Ａ、
７Ｂ間に設けられて、該各油西路７Ａ、７Ｂのうち油圧
源側の部位の圧力に応じて切換ゎるようになっている。

そして、方向切換弁４が図示の如く中立位置にあるとき
には油圧モータ１側と油圧源側との接続を遮ｔｉｅｒ　
Ｌ、左右いずれかの作動位置に切換えられたときにはこ
れに追従してカウンタバランス弁８も切換わり、油通路
７Ａ、７Ｂのうちタンク６と接続される側の油通路と油
圧モータ１のポー）ＡまたはＢとが接わ［されるように
なっている。また、チェック弁９Ａ、９Ｂはそれぞれ油
通路７　Ａ、７Ｂの途中で、しかもカウンタバランス弁
８の配設位置よシ油圧モータ１側の位置に設けられ、方
向切換弁４が切換えられて、油通路７Ａ、７Ｂのうちい
ずれかが油圧ポンプ５に接続されると、該油圧ポンプ５
に接続された油通路側に設けたチェック弁９Ａまたは９
Ｂが開弁し、油圧モータ１のポートＡまたはＢに高圧の
作動油を供給することができるようになっている。次に
、リリーフ弁１０Ａ。

１０Ｂは油通路７Ａ、、７Ｂのチェック弁９Ａ、９Ｂよ
シさらに油圧モータ１に近い側にそれぞれ設けられ、リ
リーフ弁１０Ａは油通路７Ａ内力リリーフ設定圧以上と
なったときに開弁して該油通路７Ａ内の高圧作動油を油
通路７Ｂ側に逃がすようになっておシ、リリーフ弁１０
Ｂは油通路７Ｂがリリーフ設定圧を越したときに油通路
７Ａ側にリリーフすることができるように々っている。

従来技術によるブレーキ弁は前述の構成を有するもので
、このブレーキ弁は車両２の走行停止時や降板走行時等
において、油圧モータ１が車両２の慣性力にょシ例えば
図中矢示方向に回転せしめられようとするときに、排出
側となるポートＢに接続した油通路７Ｂが高圧とな夛、
この圧力がリリーフ弁１０Ｂに作用して該リリーフ弁１
０Ｂを開弁させて油通路７Ａ側にリリーフさせるが、車
両２の慣性エネルギは高圧作動油がこのＩＪ　リーフ弁
１０Ｂｆ、通過するときに発生する熱エネルギに変換さ
れ、これによって車両２に対する制動作用が行なわれる
ようになっている。

ところで、車両２として慣性質量の大きな大型建設機械
の場合には、制動時の慣性エネルギも大きくなるから、
このような大きな慣性エネルギを吸収するためにブレー
キ弁３にはリリーフ弁１０Ａ。

１０Ｂを内装したものを必要とする。しかし、慣性質量
の比較的小さな中、小型の建設機械の走行装置において
は、制動時の慣性エネルギも小さいから、ブレヘキ弁の
構成を簡略化するために、第２図に示した如くリリーフ
弁１０Ａ、１０Ｂ’ｉ省略Ｌ、カウンタバランス弁８と
チェック弁９Ａ。

９Ｂとで（１り成したブレーキ弁３′が用いられるのが
一般的である。そして、該ブレーキ弁３′の具体的構成
は第３図に示したようになっている。

同図において、１１はブレーキ弁３′の本体を構成する
ケーシングで、該ケーシングＩＩＫは油圧モータｌの各
ポー）Ａ、Ｈに一端が接続された配管１２Ａ、１２Ｂの
他端が接続される油路１３Ａ。

１３Ｂと、一端が方向切換弁４に接続された配管１４Ａ
、１４Ｂの他端と接続した油路１５Ａ。

１５Ｂが形成されている。そして、該各油路１３Ａ。

１３Ｂはケーシング１１内に形成した油室１６Ａ。

１６Ｂに開口−し、また油路１５Ａ、１５Ｂは油室１７
Ａ、１７Ｂに開口している。さらに、ケーシング１１に
はカウンタバランス弁８のスプール１８が摺動可能に挿
嵌されている。該スプール１８には油室１６Ａ　、　１
７Ａ間を連通、遮断するランド１８Ａと、油室１６Ｂ、
１７Ｂ間を連通。

遮断するランド１８Ｂが設けられている。そして、スプ
ール１８にはその両端部がそれぞれケーシング１１に形
成したノヤイロット室１９Ａ、１９Ｂに臨んでいる。

また、該各ノやイロッ）ｉｆ　９Ａ　、１９Ｂ内にはス
プール１８の各端面と当接するメンバ部材２０Ａ。

２０Ｂが配設され、該各ダンパ部材２０Ａ、２０Ｂと・
ｅ４０ット室１９Ａ、１９Ｂ’ｉ施蓋するキャラ７’２
１Ａ、２１Ｂとの間にはスプール１８の中立位置への組
部用のｄ゛ね２２Ａ、２２Ｂが介装されている。そして
、油室１７Ａ、１７Ｂとパイロット室１９Ａ、１９Ｂと
の間はそれぞれスプール１８に穿設した油路２３Ａ、２
３Ｂによって連通ずると共に、ダンパ部’Ｕ’２０Ａ、
２０Ｂにはそれぞれ絞り細路２４Ａ、２４Ｂ（絞シ通路
２４Ａは図面上は表われない）が穿設されている。

次に、２５Ａ、２５Ｂはそれぞれ油室１７Ａ。

１７Ｂに連通ずる油路を示し、また２６Ａ、２６Ｂは油
路１３Ａ　、　１３Ｂと連通ずる油路をそれぞれ示し、
該各油路２５Ａ　、２６人問および油路２５Ｂ。

２６■３間にチェック弁９Ａ、９Ｂがそれぞれ介装され
、該チェック弁９Ａ　、９Ｂは油路２５人。

２５Ｂ側から油路２６Ａ、２６Ｂ側に向けてのみ圧油の
流通を許すことができるように寿っている。

チェック弁９Ａ、９Ｂはそれぞれケーシング１１に螺着
したキャップ２７Ａ、２７Ｂにその一端が摺動可能に支
持されたポー！！ット弁体２８Ａ、２８Ｂと、該ポペッ
ト弁体２８Ａ、２８Ｂとキャップ２７Ａ、２７Ｂとの間
に介装したばね２９Ａ、２９Ｂとを有し、ポペット弁体
２８Ａ、２８Ｂは油路２５Ａ、２５Ｂの油路２６Ａ、２
６Ｂへの開口部周縁に形成した弁座３０Ａ、３０Ｂに離
着座することができるように構成されている。ここで、
油路１３Ａ、１５Ａ、２５Ａ、２６Ａおよび油室１６Ａ
、１７Ａは配管１２Ａ　、　１４Ａと共に油通路７Ａを
構成し、油路１３Ｂ　、　１５Ｂ　、　２５Ｂ　。

２６Ｂおよび油室１６Ｂ、１７１１は配管１２Ｂ。

１４Ｂと共に油通路７Ｂ’ｉ構威するものである。

従来技術によるリリーフ弁は前述の構成を有するもので
、１次にその作動について説明する。

いま、方向切換弁４が中立位置から例えば図中左方の切
換位置に切換えられたとする。これにょ゛シ油通路７Ａ
を構成する配管１４Ａは油圧ポンプ５と接続され、また
油通路７Ｂｉ構成する配管１４Ｂはタンク６に接続され
た状態となる。このために、油圧ポンプ５から供給され
る高圧作動油は油路１５Ａから油室１７Ａに流入する。

そして、核油室１７Ａから油路２５Ａに流れ、チェック
弁９　Ａ　１．（開弁すると共に、油路２３Ａを介して
ｉ４イロソト室１．９　Ａにもこの圧力が作用し、カウ
ンタバランス弁８のスプール１８を図中右方に変位させ
る。これによシ油室１６Ｂ、１７Ｂ間が連通し、油路１
３Ｂと油路１５Ｂとが接続される。この結果、油圧＋１
？ンプ５は油通路７Ａを介して油圧モータｌのポートＡ
と接続され、また油圧モータ１のポートＢ（ｄ：タンク
６に接続されて、油圧モータ１が第２１１．！１中矢示
方向に回転駆動され、車両２が走行することになる。

次に、車両２の駆Ｑ　を停止すべく方向切換弁４を中立
位（６：に後帰させると、油圧ボン７″５と油路１５Ａ
との間の接続が断たれ、該油路１５Ａへの高圧作動油の
供給が停止される。乙のために、チェック弁９Ａが閉弁
すると共に、カウンタバランス弁８のスプール１８もは
ね２２Ｂの作用により中立位置に後帰し、油圧モータ１
のポートＡと油圧−ンゾ５との接続が遮断され、まだポ
ートＢとタンク６との接続も断たれて回路閉鎖の状態と
なる。ここで、車両２の慣性力によシ油圧モータ１が回
転せしめられようとするが、その排出側のポー）Ｂに接
続した配管１２Ｂ１油路１３Ｂはオイルロックの状態と
なシ、北部が高圧になる。このために、油圧モータ１は
高負荷状態になシ、車両２の慣性力は鍼表せしめられて
制動作用が行なわれる。

前述の如くカウンタバランス弁８が中立位置に復帰する
と、急激に回路閉鎖が行なわれるから、配管１２Ｂ１油
路１３Ｂ内にサージ圧が発生する。

そして、中、小型の建設機械のように車両２の慣性質量
が比較的小さい場合には、通常の使用条件下ではこの廿
−ジ圧もあまシ大きくならない。しかしながら、車両２
の降板走行時に急停止させたシ、寒冷地のように回路内
の作動油が高粘度である場合に、車両２を急停止させた
シすると、極めて大きなサージ圧が発生する。ところが
、前述の従来技術に示したものにあっては、かかるサー
ジ圧を４１効に吸収する機構を備えていないため、この
剣−ジ圧により油圧モータ１やブレーキ弁３′を（１４
成する各機器の損傷を生じさせる等の欠点がある。

本発明は叙上の点に鑑みなされたもので、回路閉釦時に
異常なサージ圧が発生するのを防止し得るようにしたブ
レーキ弁を提供することを目的とするものである。

前述の目的を達成するために、本発明に係るブレーキ弁
は、それをオニ”、）成する一対のチェック弁をアクチ
ュエータと油圧源とを接続するためにケーシング内に形
成した一対の油通路にそれぞれ開口するように形成した
油圧室と、該各油圧室内に摺動ｂ」能に挿嵌されたポペ
ット弁体と、該各ポにアト弁体が自［［着座することに
よシ前記各油通路をアクチーエータ側油路と油圧源側油
路とに画成する弁座と、前記ｙＪｅペット弁体を閉弁方
向に付勢するばねとで形成し、前記各油圧室を絞り通路
を介して前記各アクチュエータ側油路と接続し、前記各
＋１？ベット弁体は前記油圧室内の摺動部断面積金前記
弁座の断面積よシ大となるように形成したことを犬の特
徴とするものである。

以下、第４図および第５図に基づき本発明の詳細な説明
する。

まず第４図は本発明の第１の実施例を示し、同図におい
て従来技術で示したと同一構成要素については同一符号
を付してその説明を省略するものとする。

然るに、４１Ａ、４１Ｂはそれぞれ油路２５Ａ。

２６Ａ問および油路２５Ｂ　、２６Ｂ間に介装したチェ
ック弁を示し、該各チェック弁４１　Ａ、４１Ｂは油路
２６Ａ　、２６Ｂに開口するようにケーシング１１に形
成した油圧室４２Ａ、４２Ｂと、該油圧室４２Ａ、４２
Ｂ内に摺動可能に設けたビヌトン付きのポペット弁体４
３Ａ、４３Ｂと、油路２５Ａ、２６Ａ問および油路２５
Ｂ　、２６Ｂ間に形成され、ポペット弁体４３Ａ、４３
Ｂが離着岸する弁座４４Ａ、４４Ｂと、該ポ０　、　）
弁体４３Ａ。

４３Ｂｔ−閉弁方向に付勢するばね４５Ａ、４５Ｂとで
構成され、該ばね４５Ａ、４５Ｂは油圧室４２Ａ、４２
Ｂを施蓋するキャップ４６　Ａ、４６Ｂとの間に介装さ
れている。そして、ポペット弁体４３Ａ、４３Ｂには油
圧室４２Ａ、４２Ｂと油路２６Ａ、２６Ｂとの間を常時
連通ずる１または検数の絞シ穴４７Ａ、４７Ｂが穿設さ
れ、油圧室４２Ａ、４２Ｂ内に油路２６Ａ、２６Ｂの圧
力が導かれてこの圧力はポペット弁体４３Ａ、４３Ｂの
閉弁方向に作用するようになっている。一方、ポペット
弁体４３Ａ、４３Ｂは油圧室４２Ａ。

４２Ｂ内での摺動部の直径Ｌ！が弁座４４Ａ。

４４Ｂの直径Ｌ２よシ大径とな９ておシ、該ポペット弁
体４３Ａ、４３Ｂの弁座４４Ａ、４４Ｂへの当接（１１
１！＋の面は弁座４４Ａ、４４Ｂとの当接部内周側が油
通路７Ａのうち油圧源側油路である油路２５Ａ、２５Ｂ
の受圧面となシ、弁座４４Ａ。

４４Ｂとの当接部外周側が油通路７Ｂのうちアクチュエ
ータ側油路である油路２６Ａ、２６Ｂの受圧面となって
いる。

前述のように構成されるブレーキ弁は従来技術のものと
同様その油路１３Ａ　、　１３Ｂがそれぞれ配管１２Ａ
、１２Ｂに接続され、油路１５Ａ。

１５Ｂが配管１４Ａ、１４Ｂと接続されて、油圧モータ
１を有する油圧回路の一部を構成して車両２０制動作用
が行なわれるようになっている。

そこで、方向切換弁４を油通路７Ａが油圧ポンプ５と接
続され、油通路７Ｂがタンク６に接続されるように切換
えると、油圧モータ１はそのポートＡから高圧作動油を
吸込み、Ｉ−トＢから排出される戻シ油をタンク６に還
流させ、これによシ車両２が走行する。そして、この状
態で方向切換弁４を中立位置に復帰させても、車両２の
慣性力によシ油圧モータ１によシ強制的に回転せしめら
れようとするが、配管１２Ｂ１油路１３Ｂ内に作動油の
封じ込めが生じ、これによシ車両２の慣性力が吸収され
て、その制動作用が行表われる点については前述した従
来技術によるブレーキ弁３′と格別差異はない。

然るに、車両２が降板走行している場合や、寒冷地等の
ように回路中を流れる作動油の粘度が高い状態にある場
合において、車両２を急停止させると、配管１２Ｂ１油
路１３Ｂ内に瞬間的ではあるが極めて大きなサージ圧が
発生する。この圧力は油路２６Ｂ内に作用するが、油圧
ｇ４２Ｂは油路２６Ｂと絞シ穴４７Ｂｔ−介して連通し
ているから、該油圧室４２Ｂは油路２６Ｂ内の圧力が上
昇してもこれに追従して直ちに圧力上昇することはない
。このために油路２６Ｂと油圧室４２Ｂとの間に差圧が
発生し、この油路２０Ｂ内の圧力はポペット弁体４３Ｂ
の弁座４４Ｂとの当接部外周側に作用するから、該７Ｊ
？　’ウド弁体４３Ｂは油圧室４２Ｂ内の作動油を圧縮
して弁座４４Ｂから離座し、油ｉ＆　２６　Ｂ内の圧力
を油路２５Ｂにリリーフする。このために、回路閉鎖時
に生じるサージ圧が低減されて、回路内の機器の′：損
傷等の不都合が生じることはない。

そして、絞シ穴４７Ｂ’ｌ（介してではあるが、油路２
６Ｂと油圧室４２Ｂとは連通しているから、油圧室４２
Ｂはやがて油路２６Ｂと等圧になる。

このために、ポペット弁体４３Ｂはばね４５Ｂの作用で
弁座４４Ｂに着座し、油路２５Ｂと油路２６Ｂとの間の
連通は再び遮断されることになる。

このために、配管１２８１油路１３Ｂ内にオイルロック
が発生し、車両２０制動作用が行なわれる。

一方、油圧モータ１のポー）Ｂ側が油圧ポンプ５と接続
され、ボートＡ側がタンク６と接続されるような位置に
方向切換弁４を切換えている状態から中立位置に復帰さ
せると、配管１２Ａ１油路１３Ａ側にサージ圧が発生す
るが、前述と同様にしてチェック弁４１Ａが作動し、サ
ージ圧の低減が図られる。

次に１第５図は本発明の第２の実施例を示すもので、同
図において第４図と同一構成要素については同一符号を
付してその説明を省略するものとする。然るに、本実施
例では油圧室４２Ａ、４２Ｂと油路１３Ａ、１３Ｂとを
それぞれ油路５１Ａ。

５１Ｂで接続し、該各油路５１Ａ、５１Ｂの途中には油
圧室４２Ａ、４２Ｂ側から油路１３Ａ。

１３Ｂ側に向けてのみ作動油の流通を許すチェック弁５
２Ａ、５２Ｂ’ｇ介装するように構成したことをその特
徴とするものである。

このよう万構成を採用することにより、油路１５Ａまた
は油路１５Ｂが油圧ボンｆ５と接続されて、チェック弁
４１Ａ、４１Ｂ’ｉ構成するポペット弁体４３Ａ、４３
Ｂに該油圧ポンプ５の圧力が作用したときに、油圧室４
２Ａ、４２Ｂ内の作動油は絞り穴４７Ａ、４７Ｂから油
路２６Ａ。

２６Ｂに排出されると共に、チェック弁５２Ａ。

５２Ｂｉ開弁して油路５１Ａ、５１Ｂから油路１３Ａ、
１３８に向けて排出されることになる力１ら、チェック
弁４１Ａ、、４１Ｂの応答性が良好になる。一方、油路
１３Ａ、１３Ｂ側から油圧室４２Ａ、４２Ｂに向けて作
動油が逆流することはないから、サージ圧の低減作用に
支障を来たすことはない。

なお、前述の各実施例では油圧モータ１は慣性体として
の建設機械の車両２を走行させるものとして説明したが
、要は慣性体を駆動する油圧回路で、その駆動停止時に
該慣性体の慣性エネルギを吸収して制動作用を行なう必
要のあるものであれば、前述の建設機械の走行駆動回路
以外のものにシ画成される油通路７Ａ、７Ｂのうち油圧
モータ１側の部位との間を連通させるように設けられて
おれば、必ずしもポペット弁体４３Ａ、４３Ｂに穿設す
る必要はなく、例えばケーシング１１に一端が該油圧室
４２Ａ、４２Ｂに開口し、他端が油路２６Ａ、２６Ｂま
たは油路１３Ａ、１３Ｂに開口するように構成してもよ
い。

以上説明したように、本発明に係るブレーキ弁は油圧源
側からアクチュエータ側に向けてのみ作動油の流通を許
すチェック弁に丈−ジ圧を低減させるリリーフ機能を持
たせるように構成したから、回路閉鎖時に異常な廿−ジ
圧が生じるのを防止することができ、回路を構成する油
圧モータ、カウンタバランス弁、チェック弁等の各種機
器の損傷を防止することができる。また、チェック弁に
設けられる絞シ穴の流路面積全調整すれば、比較的大き
な慣性質量を有する慣性体の駆動回路のブレーキ弁とし
ても使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は従来技術を示し、第１図はブレー
キ弁を用いた油圧回路図、第２図は他の従来技術を示す
油圧回路図、第３図は第２図のブレーキ弁の縦断面図、
８ｇ４図は本発明の第１の実施例を示すブレーキ弁の縦
断面図、第５図は本発明の第２の実施例を示すブレーキ
弁の縦断面図である。 １・・・油圧モータ、５・・・油圧ポンプ、７Ａ、７Ｂ
２６Ａ、２６ｎ、ｓｘｉ、ｓｘＢ・・・油路、１Ｂ・・
・スゾール、４１Ａ、４１Ｂ・・・チェック弁、４２Ａ
。 ４２Ｂ・・・油圧室、４３Ａ、４ｊＢ・・・ポＪ　、　
）弁体、４４Ａ、４４Ｂ・・・弁座、４５Ａ、４５Ｂ・
・・ばね、４７Ａ、４７Ｂ・・・絞シ穴、５２Ａ、５２
Ｂ・・・チェック弁Ｏ 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ケーシング内にはそれぞれ一端がアクチュエー
   タの各給排ポートに接続され、他端が油圧源と切換可能
   に接続した一対の油通路を形成し、該各油通路には油圧
   源側にカウンタバランス弁を設け、アクチュエータ側に
   油圧源側からアクチュエータ側に向けてのみ作動油の流
   通を許す一対のチェック弁を介装してなるブレーキ弁に
   おいて、前記各チェック弁を、前記ケーシング内に前記
   各油通路に開口するように形成した油圧室と、該各油圧
   室内に摺動可能に挿嵌されたポペット弁体と、該各ポペ
   ット弁体が離着塵することによシ前記各油通路をアクチ
   ュエータ側油路と油圧源側油路とに画成する弁座と、前
   記ポペット弁体を閉弁方向に付勢するばねとで形成し、
   前記各油圧室を絞シ通路を介して前記各アクチュエータ
   側油路と接続し、前記各ポペット弁体は前記油圧室内の
   摺動部断面積を前記弁座の断面積よシ大となるように形
   成、したことを特徴とするブレーキ弁。
2. （２）前記各油圧室と前記各アクチュエータ側油路との
   間に該各油圧室からアクチュエータ側油路に向けてのみ
   作動油の流通を許すチェック弁を介して接続したことを
   特徴とする特許請求の範囲（１）項記載のブレーキ弁。